[en] OPTIMIZATION NOTCH

[pt] OTIMIZAÇÃO DE PEÇAS ENTALHADAS

[pt] MURILO OLIVEIRA SOUSA

[pt] OTIMIZACAO

[pt] RAIO VARIAVEL

[pt] RESISTENCIA A FADIGA

[pt] CONCENTRADOR DE TENSOES

[pt] ENTALHES

[pt] CURVAS DE BEZIER

[pt] VIDA A FADIGA

[en] OPTIMIZATION

[en] VARIABLE RADIUS

[en] RESISTANCE TO FATIGUE

[en] STRESS CONCENTRATOR

[en] NOTCHES

[en] BEZIER CURVES

[en] FATIGUE LIFE

[pt] Este trabalho tem como objetivo criar uma rotina para minimizar o concentrador de tensões de peças entalhadas, visando aumentar a vida à fadiga destas. A fadiga é uma falha mecânica causada primariamente pela aplicação de cargas que variam no tempo, cuja principal característica é a geração e/ou o crescimento progressivo de uma trinca. A fratura de fadiga é um processo cumulativo e localizado. A trinca nucleia no local crítico do componente, que depende dos detalhes geométricos nesse local. A vida à fadiga até fratura final é dividida em duas fases: a de nucleação e a de crescimento da trinca. A iniciação da trinca é causada primariamente pela amplitude e pelo valor da tensão máxima, que depende fortemente de detalhes geométricos, ou seja, do fator de concentração de tensão.Nesse contexto,a vida à fadiga é sensivelmente afetada pelo gama (variação) da máxima tensão que atua na estrutura. Pensando nisso, adotou-se técnicas de Otimização implementadas no software MATLAB para minimizar o concentrador de tensões de peças entalhadas. Os perfis entalhados foram definidos por uma curva Bérzier cúbica com 4 pontos de controle. As tensões foram calculadas por um código de elementos finitos. A função de otimização recebe as tensões e modifica as posições dos pontos de controle de tal forma que a função objetiva seja minimizada.Nesse sentido,a função objetiva adotada foi a tensão de Von Mises. Por último, é feito dois dimensionamentos à fadiga, um seguindo a técnica SN e outro adotando EN, das geometrias original e otimizada.

[en] This work aims to create a methodology to minimize the stress concentrator of notched parts, aiming to increase the life to the fatigue of these. Fatigue is a mechanical failure primarily caused by the application of time-varying loads, the main characteristic of which is the generation and / or progressive growth of a crack. Fatigue fracture is a cumulative and localized process. The crack nucleus at the critical component location, which depends on the geometric details at that location. The life to the fatigue until final fracture is divided in two phases: the one of nucleation and the one of growth of the crack. The initiation of the crack is caused primarily by the amplitude and the value of the maximum stress, which depends strongly on geometric details, that is, on the stress concentration factor. In this context, fatigue life is appreciably affected by the maximum stress acting on the structure . With this in mind, Optimization techniques implemented in MATLAB software were adopted to minimize the stress concentrator of notched parts. The notched profiles were defined by a cubic Bérzier curve with 4 control points. The tensions were calculated by a finite element code. The optimization function receives the stresses and modifies the positions of the control points in such a way that the objective function is minimized. In this sense, the objective function adopted was the tension of Von Mises. Finally, two fatigue sizing is done, one following the SN technique and another adopting EN, of the original and optimized geometries.

JAIME TUPIASSU PINHO DE CASTRO

IVAN FABIO MOTA DE MENEZES

2019-12-02

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=46147@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=46147@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46147